Materija: Svojstva, Smjese i Fizičke naspram Kemijskim promjenama

Materija je sve što ima masu i zauzima prostor. Uključuje čvrste tvari koje možete držati, tekućine koje možete uliti i plinove koji se šire i ispunjavaju prostor. Stanja materije nisu samo oznake. Opisuju kako se čestice ponašaju. U čvrstim tvarima, čestice su gusto pakirane i većinom vibriraju na mjestu, što pomaže čvrstim tvarima da zadrže oblik. U tekućinama, čestice ostaju blizu, ali se mogu kliziti jedna pored druge, što omogućuje tekućinama da teku. U plinovima, čestice se slobodno kreću i šire, zbog čega plinovi mogu ispuniti sobu ili napuhati balon. Razmišljanje u terminima ponašanja čestica čini materiju manje tajanstvenom i predvidljivijom.

Materija ima svojstva koja pomažu u prepoznavanju materijala i odabiru za poslove. Neka svojstva se opažaju osjetilima, poput boje, teksture, mirisa i sjaja. Druga se mjere, poput mase, volumena, gustoće i temperature. Gustoća pomaže objasniti plivanje i tonjenje. Dva objekta mogu biti iste veličine, ali ne i iste mase. Teški kamen tone dok komad suhog drva može plivati. Neka svojstva odnose se na to kako materija reagira s energijom. Metali često dobro provode toplinu, što je korisno za kuhanje, ali također može uzrokovati opekline ako se nepažljivo rukuje. Neki materijali provode električnu energiju, dok drugi izoliraju. Ova svojstva oblikuju dizajn alata, izbore u gradnji i pravila sigurnosti.

Promjene u materiji mogu se grupirati u fizičke promjene i kemijske promjene. Fizičke promjene mijenjaju oblik, stanje ili raspored bez stvaranja nove tvari. Topljenje leda, smrzavanje vode, rezanje papira, istezanje gume i otapanje šećera u vodi su fizičke promjene. Kemijske promjene stvaraju nove tvari s različitim svojstvima. Gorenje drva stvara pepeo i plinove. Hrđa se formira kada željezo reagira s kisikom i vlagom. Kuhanje može uzrokovati kemijske promjene koje mijenjaju okus, teksturu i strukturu. Kemijske promjene često uključuju promjene energije, poput topline koja se oslobađa gorenjem ili topline koja se apsorbira tijekom nekih reakcija. Ključna razlika je u tome što su kemijske promjene obično teške za povratak jednostavnim metodama.

Smjese su kombinacije tvari koje nisu kemijski povezane u novu tvar. Mnogi svakodnevni materijali su smjese: tlo, zrak, čaj sa šećerom, juha, beton i čak mnogi metali korišteni u alatima. Smjese se mogu odvojiti iskorištavanjem različitih svojstava. Filtriranje odvaja čvrste tvari od tekućina kada su čestice veće od rupa u filteru. Taloženje odvaja teže čestice koje tonu tijekom vremena. Cijeđenje odvaja čestice prema veličini. Isparavanje odvaja otopljene čvrste tvari od tekućina, poput soli iz slane vode. Destilacija može odvojiti tekućine s različitim točkama ključanja kada možete sigurno zagrijati i kondenzirati pare. Razumijevanje metoda odvajanja pomaže u čišćenju vode, kuhanju, poljoprivredi i čak recikliranju.

Toplina i temperatura snažno utječu na materiju. Zagrijavanje općenito povećava kretanje čestica, što može uzrokovati širenje, topljenje, isparavanje i brže otapanje. Hlađenje usporava čestice, što može uzrokovati skupljanje, kondenzaciju i smrzavanje. To je važno u stvarnom životu. Poklopac staklenke može se olabaviti nakon zagrijavanja jer se metal malo širi. Jutarnja rosa se formira kada topli, vlažni zrak naiđe na hladnu površinu i vodena para se kondenzira. Ceste mogu popucati kada voda smrzne u malim prazninama i širi se. Ljudi namjerno koriste ove učinke prilikom kuhanja, skladištenja hrane, sušenja usjeva i gradnje s materijalima koji moraju podnijeti promjene vremena.

Učenje o materiji je praktična moć. Pomaže vam predvidjeti ishode i izbjeći pogreške. Učite zašto su neki spremnici sigurni za vruće tekućine, a drugi nisu. Učite zašto čista voda treba pravilno filtriranje i ponekad kuhanje. Učite zašto neki materijali duže traju na otvorenom. Materija nije samo „stvar“. To je alatni set fizičkog svijeta, a razumijevanje toga pomaže ljudima da grade, popravljaju, kuhaju, obrađuju i žive sigurnije.

Kviza 1

• Nabroj tri uobičajena stanja materije.
• Kako se čestice ponašaju drugačije u čvrstoj tvari naspram plina?

Kviza 2

• Navedite dva mjerljiva svojstva materije.
• Koje svojstvo pomaže objasniti plivanje i tonjenje?

Kviza 3

• Dajte jedan primjer fizičke promjene.
• Dajte jedan primjer kemijske promjene.

Kviza 4

• Što je smjesa?
• Navedite dva načina za odvajanje smjese.

Kviza 5

• Navedite jedan način na koji toplina utječe na materiju.
• Navedite jedan zadatak iz svakodnevnog života koji ovisi o promjeni materije.